(57)【要約】  構成機器を従来よりも削減しつつ、混合ガスから特定成分を効率的に分離するガス分離装置を提供することを課題とする。複数の成分で構成される混合ガスから特定成分を分離するガス分離装置１であって、混合ガス中の特定成分を吸着する、伝熱管を内包する複数の吸着塔２Ａ，Ｂと、複数の吸着塔２Ａ，Ｂのうち吸着中の吸着塔２Ａの伝熱管と再生中の吸着塔２Ｂの伝熱管との間で熱媒体を循環させる熱媒循環経路３と、を備え、熱媒循環経路３は、少なくとも外気温よりも温度が高くなる吸着中の吸着塔２Ａの吸着熱を熱媒体で再生中の吸着塔２Ｂへ移送し、再生中の吸着塔２Ｂは、少なくとも吸着中の吸着塔２Ａよりも低い圧力且つ外気温度以下で再生すると共に、再生中の吸着塔２Ｂの外側の外気と熱交換する。
2011155058.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の成分で構成される混合ガスから特定成分を分離するガス分離装置であって、
前記混合ガス中の前記特定成分を吸着する、伝熱管を内包する複数の吸着塔と、
前記複数の吸着塔のうち吸着中の吸着塔の伝熱管と再生中の吸着塔の伝熱管との間で熱媒体を循環させる熱媒循環経路と、を備え、
前記熱媒循環経路は、少なくとも外気温よりも温度が高くなる前記吸着中の吸着塔の吸着熱を前記熱媒体で前記再生中の吸着塔へ移送し、
前記再生中の吸着塔は、少なくとも前記吸着中の吸着塔よりも低い圧力且つ外気温度以下で再生すると共に、該再生中の吸着塔の外側の外気と熱交換する、
ガス分離装置。
【請求項２】
前記吸着中の吸着塔は、少なくとも外気温よりも高い温度で吸着すると共に、該吸着中の吸着塔の外側の外気と熱交換する、
請求項１に記載のガス分離装置。
【請求項３】
前記混合ガスは、バイオガス及び燃焼排ガスの少なくとも何れかであり、
前記特定成分は、二酸化炭素及び水の少なくとも何れかであり、
前記ガス分離装置は、前記複数の吸着塔よりも上流側に、前記バイオガス中に含まれる不純物を除去する前処理塔を更に備える、
請求項１または２に記載のガス分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水処理場や家畜糞尿、生ごみ、酒類を製造する発酵槽等で発生するいわゆるバイオガスは、メタン（ＣＨ4）ガスや二酸化炭素（ＣＯ2）ガスを主成分としているため、メタンガスを分離すれば高効率のエネルギー回収が可能となり、二酸化炭素ガスを分離して精製すれば食品添加用途等の各種工業用原料に有効利用することができる。バイオガスは、発生元の有機物の組成によっても異なるが、メタンの含有量が概ね５５〜６５％であり、二酸化炭素の含有量が概ね３５〜４５％である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３０００３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
バイオガスからメタンと二酸化炭素を分離回収する方法の一つに、ＰＳＡ（Pressure Swing Adsorption）方式が考えられる。この方式を用いる場合、合成ゼオライトや活性アルミナ、セラミックス、多孔質ガラス、多孔質樹脂等の物理吸着剤（モレキュラシーブス）を充填した塔内にバイオガスを通気してメタンを分離精製し、吸着剤の圧力に対する吸着能力の差を利用して二酸化炭素や水を吸脱着させる。また、吸着塔を複数系統用意し、吸着工程と再生工程、又は吸着工程、脱圧工程、再生工程、均圧工程の各工程に切り替えることで、バイオガスを連続的に処理する。しかし、吸着塔を常圧で再生する場合には、再生ガスとして製品ガスの一部（例えば、１５〜２０％程度）を使用する必要があり、回収効率が悪い。【０００５】
また、ＰＳＡ方式の他にＴＳＡ（Thermal Swing Adsorption）方式が考えられる。この方式を用いる場合、活性炭や多孔質樹脂等の担体に、炭酸カリウムやアミン等の化学吸着成分を担持させた吸着剤を充填した塔内にバイオガスを通気してメタンのみを排気させ、吸着剤の温度に対する吸着能力の差を利用して二酸化炭素や水を吸脱着させる。この場合も、ＰＳＡ方式と同様、吸着塔を複数系統用意し、バイオガスを連続的に処理する。ＴＳＡ方式の場合は、低圧での操作が可能であるが、吸着塔の再生のためには高温のガスや蒸気を吹き込む必要があるために熱エネルギーを浪費し、また、昇温や冷却にも多大な時間を要するため、効率が悪い。【０００６】
また、バイオガスから分離したメタンや二酸化炭素を各種の燃料や食品添加用途等の各種工業用原料に用いるには、バイオガスに含まれる硫化水素やアンモニア、水などの不純物を確実に除去する必要がある。この場合に、アルカリ水を用いた高圧水洗方式等を採用すれば高い除去率を得られるが、大型で多種多様な多くの機器が必要となり、コスト面で多大な問題がある。【０００７】
そこで、本願は、構成機器を従来よりも削減しつつ、混合ガスから特定成分を効率的に分離するガス分離装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本願では、複数の吸着塔を用意しておき、再生の際には少なくとも吸着の際よりも低い圧力且つ外気温以下で再生し、吸着中の吸着塔の伝熱管と再生中の吸着塔の伝熱管との間で熱媒体を循環させる。この熱媒体により、吸着熱を脱着熱として有効利用する。また、吸着によって生ずる熱の放熱や脱着に必要な熱の不足分を補うべく、吸着中の吸着塔や再生中の吸着塔は塔外の空気と熱交換させる。【０００９】
詳細には、複数の成分で構成される混合ガスから特定成分を分離するガス分離装置であって、前記混合ガス中の前記特定成分を吸着する、伝熱管を内包する複数の吸着塔と、前記複数の吸着塔のうち吸着中の吸着塔の伝熱管と再生中の吸着塔の伝熱管との間で熱媒体を循環させる熱媒循環経路と、を備え、前記熱媒循環経路は、少なくとも外気温よりも温度が高くなる前記吸着中の吸着塔の吸着熱を前記熱媒体で前記再生中の吸着塔へ移送し、前記再生中の吸着塔は、少なくとも前記吸着中の吸着塔よりも低い圧力且つ外気温度以下で再生すると共に、該再生中の吸着塔の外側の外気と熱交換する。【００１０】
上記ガス分離装置が分離する特定成分とは、混合ガス中に含まれる成分で構成されるガスであり、少なくとも上記吸着塔で物理吸着可能な成分で構成されるガスである。上記ガス分離装置においては、吸着中の吸着塔の温度は外気温よりも高くなり、再生中の吸着塔は少なくとも吸着中の吸着塔よりも低い圧力且つ外気温以下で再生するように設定される。吸着温度が外気温度よりも高く、再生温度が外気温度よりも低いため、吸着中の塔と再生中の塔とが並存するように運転されることで、上位工程から供される混合ガスの連続的な処理を実現しつつ、吸着塔内の伝熱管を通る熱媒体を循環させるだけで、吸着作用に伴って発生する熱を脱着作用の熱として利用できる。【００１１】
ここで、熱媒循環経路を循環する熱媒体とは、各吸着塔の熱を輸送可能な媒体であり、例えば、水等を例示できる。吸着温度が再生温度よりも高いため、吸着中の塔と再生中の塔との間で熱媒体を循環させれば、吸着熱の移送ができる。また、再生温度が外気温度よりも低いため、吸着状態から再生状態へ遷移する際の圧力降下に伴う温度低下分の熱は、再生中の吸着塔が外気と熱交換することにより補える。これにより、吸着熱が漏れなく利用され且つ熱源も不要となるので、構成機器を従来よりも削減しつつ、混合ガスから特定成分を効率的に分離することができる。【００１２】
なお、前記吸着中の吸着塔は、少なくとも外気温よりも高い温度で吸着すると共に、該吸着中の吸着塔の外側の外気と熱交換するものであってもよい。これによれば、吸着熱の放熱が促進され、吸着性能を高めることができる。【００１３】
また、前記混合ガスは、バイオガスであり、前記特定成分は、二酸化炭素であり、前記ガス分離装置は、前記複数の吸着塔よりも上流側に、前記バイオガス中に含まれる不純物を除去する前処理塔を更に備えるものであってもよい。このような混合ガスには各種の不純物成分が含まれ得るが、不純物を除去する前処理塔を吸着塔の上流側に設けることにより、構成機器を複雑化させることなく、バイオガスから二酸化炭素を効率的に分離することができる。
【発明の効果】
【００１４】
構成機器を従来よりも削減しつつ、混合ガスから特定成分を効率的に分離できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態に係るバイオガス分離回収システムの構成図である。
【図２】変形例に係るバイオガス分離回収システムの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、実施形態に係るバイオガス分離回収システム（本発明でいう、ガス分離装置に相当する）１の構成図である。本実施形態に係るバイオガス分離回収システム１は、下水処理場や家畜糞尿、生ごみ、酒類を製造する発酵槽等で発生するいわゆるバイオガスから、メタンや二酸化炭素、水等を分離回収する。そして、分離したメタンを各種の燃料ガスとして送り出すと共に、分離した二酸化炭素を食品添加用途等の工業用ガスの原料として送り出す。本実施形態に係るバイオガス分離回収システム１が処理するバイオガスは、メタンの含有量が概ね５５〜６５％であり、二酸化炭素の含有量が概ね３５〜４５％であることを想定している。なお、本実施形態に係るバイオガス分離システム１は、このようなバイオガスの分離にのみ適用されるものではない。例えば、工場の排ガスといった燃焼排ガスから二酸化炭素や水等を分離回収する場合などに適用することもできる。また、バイオガスから分離した二酸化炭素は、必ずしも工業用ガスの原料などに有効利用する必要はなく、例えば、廃棄してもよい。
【００１７】
バイオガスは、有機性廃棄物等に含まれる高分子有機物を低分子有機物へ遷移させたのちに菌類で発酵させることにより生成される。有機性廃棄物の減量を目的とする発酵槽で生じるバイオガスをバイオガス分離回収システム１で回収し、バイオガスに含まれるメタンや二酸化炭素を分離することにより、廃棄物の減量と共にバイオマスエネルギーの有効利用や各種用途のガスの製品化が図られる。
【００１８】
本実施形態に係るバイオガス分離回収システム１は、バイオガス中のメタンや二酸化炭素、水等の不純物を連続的に分離するため、モレキュラシーブや活性炭等の吸着剤を充填した２系統の吸着塔２Ａ，Ｂを備えている。この塔内には、二酸化炭素や水を吸着する吸着剤が全体に充填されていてもよいし、塔内の上流側に水を吸着する吸着剤が充填され、下流側に二酸化炭素を吸着する吸着剤が充填される２層構造になっていてもよい。そして、これらの吸着塔２Ａ，Ｂを、吸着工程と再生工程、又は、吸着工程、脱圧工程、再生工程、均圧工程の各工程に切り替えることで、吸着剤のガス吸着特性の差を利用し、比較的高圧下で吸着した二酸化炭素や水を比較的低圧下で脱着させる。なお、ここでは、各系統を構成する吸着塔を吸着塔２Ａ，Ｂと称しているが、一系統を構成する吸着塔は単体であるものに限定されるものでなく、複数個に分割される構成としてもよい。吸着塔の個数は、目的とする吸着量や現場の据え付け条件等に応じて適宜決定される。
【００１９】
また、バイオガス分離回収システム１は、ＰＳＡ方式を基調としつつ、吸着側と再生側との間で熱交換を行うことにより、吸脱着性能の向上を図っている。すなわち、バイオガス分離回収システム１は、二酸化炭素を吸着する際の発熱を、二酸化炭素を脱着して再生する際の熱として有効利用するべく、循環水タンクや循環水ポンプなどで構成される水循環装置３を備えている。この水循環装置３により、吸着温度が概ね０〜６０℃の範囲内で、再生温度が概ね−１０〜５０℃の範囲内という比較的低温領域になる。循環ルートは、吸着熱を循環水が中間熱媒体として移送できればよく、各吸着塔を並列あるいは直列に循環し、または必要に応じて流れ方向を適宜切り替えてもよい。外気温により循環水の温度が氷点以下になる場合には、エチレングリコール溶液等の不凍液を使用する。なお、中間熱媒体としては、例えば、フロンガスやアンモニアガスといった熱輸送に優れる媒体も適用できる。中間熱媒体としてこれらの熱媒ガスを使用する場合、循環水ポンプや循環水タンクを省略して自然対流に任せることもできる。水循環装置３によって熱媒体が循環されることで、吸着側では温度上昇による吸着性能の低下を抑制するべく吸着熱が除去される。再生側では脱着性能の低下を抑制するべく、再生や圧力スイング（減圧）によって失われる熱が補われ、吸脱着性能の向上が図られる。水循環装置３による吸着側と再生側との間の熱輸送が行われることにより、省エネルギー且つ効率的な運用が期待できる。
【００２０】
特に、本実施形態に係るバイオガス分離回収システム１が処理するバイオガスのように、処理対象のガスの二酸化炭素濃度が比較的高いような場合、多くの吸着熱が発生する。このため、伝熱管を備えた吸着塔構造や水循環装置３などの熱交換機能がなければ吸着プロセス単独で吸着熱を処理することは困難で、例えば、高圧水洗プロセスのように二酸化炭素濃度を予め１〜２％まで処理できる前処理プロセスとの組み合わせが必要となる。本バイオガス分離回収システム１では、吸着プロセス単独で処理できるだけでなく、水循環装置３による吸着熱の再生熱への有効利用が実現できる。このため、熱エネルギーが極めて有効に活用される。
【００２１】
ここで、各プロセス値は、温度の高い順に吸着温度、外気温度（周囲温度）、脱着温度の順になるようにシステムが設計されている。各プロセス値がこのように設定されることで、特別な制御を行うことなく、吸着熱を脱着熱として利用することができる。すなわち、吸着温度よりも再生温度を低く設定することにより、吸着熱を熱媒体で移送するだけで再生用の熱として利用可能となる。なお、システム全体の各プロセス値は、特別な操作をしなくても、外気温度の変化に応じて自然にシフトすることになる。
【００２２】
吸着熱と脱着熱は理論的に等量であるが、圧力スイングで温度が降下する。このバイオガス分離回収システム１では、各プロセス値が上記のように設定されているため、外気との熱交換を積極的に図ることで、温度降下分を含む再生熱の一部を外気に求めて熱を補うことができる。すなわち、脱着温度が外気温度よりも低く設定されているため、吸着塔外面と塔外空気との積極的な熱交換により、再生の際の脱圧時に発生するガスの温度降下を抑制して再生率の低下が防止される。このため、別途の熱源を設ける場合に比べて、装置を簡略化してコンパクトに構成でき且つ放熱ロスを無くすことができる。
【００２３】
その他として、バイオガス分離回収システム１は、下流側の工程に流すガス成分や圧力を安定化させるための均圧バッファータンク４、吸着塔２Ａ，Ｂの再生に用いる真空ポンプ５、その他としてドレンセパレータ６やオフガスＫＯドラム（気水分離器）７、各種弁類を備えている。
【００２４】
ここで、吸着塔２Ａ，Ｂは、上記水循環装置３による熱輸送を実現するため、固定管板式の熱交換器状になっている。そして、吸着剤が充填された胴側を原料ガスであるバイオガスが通過し、水循環装置３と繋がる管側を水あるいはエチレングリコール水溶液といった熱媒体が流れる構造になっている。また、既述したように、外気との熱交換を積極的に図って熱を補うべく、吸着塔２Ａ，Ｂのシェル外面への保温材の取り付けは行わず、塔外空気との熱交換を行うための縦型又はつば状の伝熱フィンを必要に応じて設けている。
【００２５】
このような構造の吸着塔２Ａ，Ｂでは、二酸化炭素や水を吸着するべく、適量な吸着剤を充填し一定の接触時間を確保するための塔内流路面積を確保し、吸着剤と熱媒体との間における吸脱着熱の効率的な熱交換をするための伝熱面積を確保することが求められる。これらのうち、塔内流路面積はガス流量によって、伝熱面積はガス量と吸脱着されるガス成分量および圧力操作条件によって一義的に決定される。吸着剤量は切替時間の短縮によって低減可能ではあるが、再生する際に用いる真空ポンプの容量増加や分離効率の低下に繋がるので、やはり一定量の容積が必要となる。
【００２６】
塔内における接触時間を確保するため、バイオガス分離回収システム１では、一般的な吸着塔の場合と同様、吸着塔２Ａ，Ｂ内のガスの流速が１ｍ／ｓ以下で運用されるように設計されている。この場合、充填されている吸着剤による伝熱効果を考慮してもガス側境膜伝熱係数は１０〜１００Ｗ／ｍ2Ｋ程度に止まり、管側境膜伝熱係数との間に大きな差を生じる。そこで、本実施形態に係る吸着塔２Ａ，Ｂは、これを解決するため、伝熱管にフィンチューブを採用して大きな伝熱面積を確保している。なお、吸着剤の充填を比較的容易にするためには、ローフィンチューブを採用することが好ましい。
【００２７】
上記のように構成されるバイオガス分離回収システム１は、以下のように動作する。バイオガス分離回収システム１は、上位工程からある程度昇圧済みのバイオガスが供給されると、ドレンセパレータ６でバイオガス中の液滴を除去したのち、吸着塔２Ａ，Ｂの何れかにバイオガスを通気させる。
【００２８】
図１では、吸着塔２Ａが吸着工程にあり、吸着塔２Ｂが再生工程にある場合の状態を示している。図１に示すように、吸着工程にある吸着塔２Ａ側では、ドレンセパレータ６から吸着塔２Ａへ繋がる配管の経路を開閉可能な弁Ｖ１Ａ、及び吸着塔２Ａから均圧バッファータンク４へ繋がる配管の経路を開閉可能な弁４Ａが開いていることにより、上位工程から送られるバイオガスが通気される。
【００２９】
一方、図１に示すように、再生工程にある吸着塔２Ｂ側では、弁１Ｂ及び弁４Ｂが閉じていることでバイオガスの通気が停止されており、吸着塔２Ｂから真空ポンプ５へ繋がる配管の経路を開閉可能な弁２Ｂが開いていることにより、真空ポンプ５によって吸着塔２Ｂ内の真空引きが行われる。吸着塔２Ａで生じた吸着熱は、水循環装置３によって吸着塔２Ｂへ移送されることにより、吸着塔２Ｂにおける脱着熱として利用される。また、圧力スイング（減圧）による温度低下分を補うための熱が周囲の外気から取り込まれる。これにより、吸着塔２Ｂ内の脱着作用が促進され、吸着剤が再生される。吸着塔２Ｂ内で脱着した二酸化炭素は、真空ポンプ５やオフガスＫＯドラム７を経たのち、オフガスとして系外の二酸化炭素精製設備等で処理することにより、製品ＣＯ2ガスとして活用することも可能である。
【００３０】
なお、本実施形態に係るバイオガス分離回収システム１は、常温、低圧を基調とするため、吸着工程は大気圧から０．０６ＭＰａ（Ｇ）程度の低圧下（より好ましくは、０．０２ＭＰａ（Ｇ）以下）で操作し、再生工程は真空ポンプ５を用いて１００ｔｏｒｒ以下の真空下（負圧下）で再生することを基本とする。しかし、上位工程から供給されるバイオガスが昇圧済みであり、ある程度の圧力（例えば、０．２ＭＰａ（Ｇ）以上）が既にかかっているような場合であって、バイオガスをその圧力のまま吸着塔内へ通気させるような場合、再生圧力は、−０．１ＭＰａの真空から０．０１ＭＰａ程度の常圧領域までの何れかとしてよい。常圧再生とする場合は、真空ポンプ５を省くことができる。
【００３１】
吸着塔２Ａ，Ｂが、このように吸着工程と再生工程とを交互に司ることにより、上位工程から供給されるバイオガスの連続的な処理が行われる。なお、吸着工程から再生工程へ遷移させる場合は、両塔ともに吸着工程とした状態から弁１Ａ（Ｂ）と弁４Ａ（Ｂ）を閉じた後、弁２Ａ（Ｂ）を開いて真空ポンプ５を起動する。真空ポンプ５を起動してから吸着塔内の圧力低下が落ち着くまでの間については、吸着工程から再生工程へ至るまでの脱圧工程として捉えることができる。一方、再生工程から吸着工程へ遷移させる場合は、弁２Ａ（Ｂ）を閉じて真空ポンプ５を停止したのち、弁１Ａ（Ｂ）と弁４Ａ（Ｂ）を開く。このとき、吸着塔２Ａ（Ｂ）内の圧力が吸着塔２Ｂ（Ａ）内の圧力と均等になるまで、吸着塔２Ｂ（Ａ）の下流側を流れていた精製バイオガスの一部が吸着塔２Ａ（Ｂ）内に流入することになる。しかし、均圧バッファータンク４により、吸着塔２Ａ，Ｂの下流側の流路を流れるガス流量の変動が抑制される。なお、弁２Ａ（Ｂ）を閉じたのちに弁３Ａ（Ｂ）を開いて両塔を均圧にし、その後に弁１Ａ（Ｂ）と弁４Ａ（Ｂ）を開いて弁３Ａ（Ｂ）を閉じることで、再生工程から吸着工程へ遷移させるまでの間に均圧工程を経るようにしてもよい。上記一連の弁やポンプの動作は、図示しない制御装置類によってシーケンシャルに制御される。
【００３２】
本実施形態に係るバイオガス分離回収システム１であれば、高濃度の二酸化炭素ガスを直接受入れでき、高圧水洗プロセスのような大掛かりな前処理設備が不要となり、構成機器を大幅に削減できる。
【００３３】
また、上記バイオガス分離回収システム１であれば、真空再生を行いつつ吸脱着熱の適切な利用を図っているため、吸着剤重量当りの処理能力を高めることが可能である。メタンガスの回収率は、従来技術では系外等に失われることにより６５〜８５％程度であるのに対し、本実施形態では９５％以上となる。
【００３４】
また、回収されるメタンガスの純度のみならず、回収される二酸化炭素ガスも９５％以上の純度が得られる。よって、下流の工程で大規模な処理を施さなくても、不純物の処理やその他、若干の精製工程を追加する程度で、食品添加用途といった各種の工業用原料として利用可能となる。
【００３５】
また、上記バイオガス分離回収システム１であれば、水循環装置３によって吸脱着熱や外気熱が有効利用されて別途の熱源が不要なので、循環ポンプ類の駆動や制御電源に用いる程度の電力エネルギーで足り、省エネルギーである。特に、上記バイオガス分離回収システム１は、低圧プロセスであるため、回転機等の消費電力量が抑制されている。
【００３６】
このように、上記バイオガス分離回収システム１であれば、構成機器を削減しつつ省エネルギー化も図られるため、バイオガスに含まれるメタンや二酸化炭素の回収コストを大幅に削減することが可能である。試算では、少なくとも従来方式の３分の１以下にすることができる。また、省エネルギーや省資源型のシステムでありながら有効利用できるガスが回収できるため、環境負荷の軽減に直接的に寄与できる。
【００３７】
なお、上記実施形態に係るバイオガス分離回収システム１では、バイオガスが流れる経路に、システム内の圧力損失を賄うブロワー類を設けていなかった。しかし、上記バイオガス分離回収システム１は、低圧を基調としており、また、上位工程から供給されるバイオガスは大気圧から若干の陽圧程度の微圧で送られることがある。このため、そのような場合には、システム内の圧力損失を補うべく、図２に示すように、吸着塔２Ａ，Ｂよりも上流側や下流側に、原料ガスブロワー８やガスコンプレッサー９といった圧力損失を補う機器類を必要に応じて設けてもよい。なお、吸着塔２Ａ，Ｂの下流側にガスコンプレッサー９がある場合、均圧バッファータンク４は主経路から分岐する均圧経路（すなわち、ガスコンプレッサー９の下流側で吸着塔２Ａ，Ｂに戻る分岐経路）に設けると、均圧の際の流量変動を効果的に抑制できる。
【００３８】
また、上記実施形態に係るバイオガス分離回収システム１では、真空ポンプ５の排気がそのまま下位工程へ送られる構成を採っていた。しかし、上記バイオガス分離回収システム１は、真空ポンプ５の排気の一部が再生中の吸着塔へ戻る構成を採ってもよい。この場合、吸着塔の再生が促進されるため、二酸化炭素の回収効率を高めることができる。真空ポンプ５の排気の一部を再生中の吸着塔へ戻すための具体的な構成としては、例えば、吸着塔２Ａ（Ｂ）と弁Ｖ３Ａ（Ｂ）との間の経路とオフガスＫＯドラム７とを繋ぐ、途中に弁を有する経路を設ける。当該弁を、弁Ｖ１Ａ（Ｂ）と共に開閉することにより、真空ポンプ５の排気の一部を吸着塔へ戻す経路が形成される。
【００３９】
また、一般に、バイオガスは、微量の窒素や酸素、水分、シロキサン、硫化水素、アンモニアなどの不純物成分を含む。シロキサンや硫化水素、アンモニアなどは、燃料や食品添加の用途に対して有害な成分であるため、これを除去する必要がある。そこで、バイオガスを直接受け入れて処理する場合には、図２に示すように、製品の必要によっては吸着塔２Ａ，Ｂの前段に活性炭等の吸着剤を充填した前処理塔１０を設置し、これらの成分を予め吸着除去することによって、精製されるバイオガスの他、分離回収される二酸化炭素ガス中にも不純物を含まず、高付加価値のガスを提供できる。
【００４０】
また、上記実施形態に係るバイオガス分離回収システム１では、吸着温度と再生温度が外気温度を挟むように設定されていたが、例えば、水循環装置３を循環する熱媒体をヒータやクーラで一定の温度範囲内（例えば、３５〜４０℃等）に制御し、吸着温度がこの温度範囲よりも高く、再生温度がこの温度範囲よりも低くなるように設定されていてもよい。この場合、熱エネルギーの損失を抑制するべく、各吸着塔には外気との熱交換を防ぐための断熱材が取り付けられていてもよい。上記実施形態に係るバイオガス分離回収システム１がこのように構成されていても、少なくとも吸着熱が脱着熱として利用できるため、熱エネルギーを有効に利用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１・・バイオガス分離回収システム
２Ａ，Ｂ・・吸着塔
３・・水循環装置
【図１】
2011155058.tif 000003
【図２】
2011155058.tif 000004
【国際調査報告】
2011155058.tif 000005
2011155058.tif 000006
2011155058.tif 000007
2011155058.tif 000008